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Resumen

Una de las características que poseen los vehículos actuales es el rápido desarrollo del control electrónico. • Diferentes sistemas • Control preciso Un problema que se deriva es el enorme aumento de los mazos de cables.Para afrontar este hecho, cada fabricante ha desarrollado activamente el MPX (Multiplex Communication System). Una ECU encargada de controlar cada sistema enlazado permite el establecimiento de la MPX.

Resumen

Al adoptar el sistema MPX se logran las siguientes ventajas. • Reduce el número de mazos de cables. • El compartir las información permite la reducción en el número de interruptores, sensores y actuadores. • Dado que la ECU próxima a los interruptores y sensores lee la información de las señales y la transmite a las demás ECU, se puede reducir la longitud del cableado.

Ventajas

ECU

ECUECU

Actuador

ActuadorActuadorSensor

SensorSensor

sin MPX

ECU

ECU

ECUSensor

SensorSensor

con MPX

Actuador

ActuadorActuador

(1/1)

(1/1)

Resumen

©2003 TOYOTA MOTOR CORPORATION. All right reserved.

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Historial

*1: Comunicación unidireccional a baja velocidad. (ECU del interruptor principal de las ventanillas automáticas a la carrocería 1 kbps)*2: Sistema puntero plenamente desarrollado de comunicación múltiplex TOYOTA. (Cuatro ECU, protocolo 5 kbps similar a la red BEAN).*3: Ampliado a 11 ECU para dar soporte al comprobador de mano.*4: Ampliado a 28 ECU e incorporando el sistema de comunicación de carrocería multi-bus y la ECU de pasarela.

'92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '01 '02'00

Ja

pó

n

MARK CROWN CENTURY

CENTURY

ARISTOPRIUSHARRIER

CELSIOR

LAND CRUISER 100

LS 400 LS 430

ES 300

SC 430

GS 300/400 PRIUS

CELSIOR SOARER CAMRY

CAMRY

WINDOM

LS 400

RX 300

LX 470, L/C 100

Aplicación ampliada

*1 *1 *2 *4

*2

CELSIOR*2

*3 *4

*3

Inte

rnacio

nal

¿Qué es el MPX? Resumen

1. ¿Qué es el MPX?Un sistema en el cual muy distintas ECU están enlazadas a una sola línea de comunicación (línea de bus) y los datos (mensajes) se envían mutuamente entre las ECU a través de dicha línea.Para la adopción del MPX, TOYOTA Motor Corporation desarrolló un nuevo protocolo de comunicaciones denominado BEAN (Body Electronics Area Network). Advierta que una unidad de control individual (ECU) conectada a una línea de bus se denomina "nodo" en el MPX. 2. NodoEste término en su origen significa "nudo" y se refiere a una estructura lógica de la red.Una red de ordenadores la forman diversos terminales y dispositivos. El "nodo" numera estos componentes y decide sobre la estructura o su función. En la red múltiplex, el término "nodo" se refiere principalmente a cada ECU. REFERENCIA:Línea de comunicación

ECU ECU

ECU

ECU

ECU

ECU

A A AB B BDC C

Mensaje D

Mensaje B

Línea del bus

Mensaje A

Mensaje C

(1/1)

(1/1)

Resumen

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Los terminales de las líneas de comunicaciones utilizados en el MPX aparecen normalmente expresados como MPX1, MPX2, etc.Cuando se activa el transistor, el nivel de bus pasa a Alto = "1." Este nivel se llama Dominante. Mientras el transistor permanece inactivo, el nivel de bus está Bajo = “0.” Este nivel se denomina Recesivo.Si cualquiera de los nodos enlazados a la línea de comunicación genera “1,” el nivel de la señal de bus será “1.”Sólo cuando todos los nodos generen “0” el nivel de la señal de bus será “0.”(el nodo que envía “1” antecede a los demás.)

OBSERVACIÓN:• DominanteEl estado del bus es “dominante” (o “activo”). “1” en BEAN • RecesivoEl estado del bus es “recesivo” (o “pasivo”). “0” en BEAN La línea de comunicación durante la transmisión y recepción actúa del siguiente modo. 1. Durante la transmisiónCada nodo controla el estado del bus mientras se transmiten los datos.(para arbitraje y valoración de la RSP) 2. Durante la recepciónAunque ningún nodo pueda transmitir datos durante la recepción, la parte transmisora puede activarse sólo en el intervalo de recepción de la RSP.(ACK o NAK se envían como salida) OBSERVACIÓN:Con relación a RSP, ACK, y NAK, encontrará explicaciones en “Detalle del mensaje” más adelante.

REFERENCIA Línea de comunicación

ECU

IC de

comunicación

Transmisión

Recepción

+B

Tr

Cableado de

comunicación

MPX1

MPX2

Línea individual

1. Conexión en cadena margaritaEn BEAN, la línea de comunicación no posee la forma convencional para bus, sino la forma de anillo.Como resultado, la fiabilidad respecto a la caída de línea aumenta. • Bus convencionalSi la línea se corta, la comunicación con las ECU después del corte se interrumpe. • Bus BEANLa configuración en cadena margarita permite que la comunicación continúe utilizando otra ruta aunque la línea de comunicación esté cortada. OBSERVACIÓN:Si la línea de la red se corta en más de un punto, la comunicación resultará imposible.

¿Qué es el MPX? Principales características de MPX

Bus BEAN

Corte

Bus convencional

Corte

(1/1)

(1/1)

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¿Qué es el MPX? Principales características de MPX

2. Apagado y Encendido Cuando el usuario está utilizando el vehículo, el MPX se encuentra en “estado activo”, sin embargo, cuando el sistema considera que el usuario está fuera del vehículo, interrumpe la comunicación de todos los nodos (ECU) y para evitar así la corriente parasitaria. Este estado se denomina “apagado”.En este momento, todas las ECU entran en modo de ahorro de energía excepto la función de “detección de encendido”.

“Apagado” y “Encendido” cambian del siguiente modo.(1) Cuando el sistema detecta la condición en la que el usuario permanece fuera del vehículo, todos los nodos interrumpen la comunicación. Este estado se denomina “Apagado.” (2) Las ECU del sistema entran en modo para ahorro de energía, excepto para la función detectora de encendido. (3) Durante el modo apagado, si se actúa sobre cualquiera de los interruptores relevantes (cuando el usuario abre la puerta o desbloquea la puerta con la llave, por ejemplo), la ECU que detectó la operación abandonará el modo para ahorro de energía y reiniciará su comunicación. (4) En el instante inicial de la transmisión tras “despertar”, enviará un mensaje de encendido para que “despierten” las otras ECU. OBSERVACIÓN:Al poner el interruptor de encendido en ACC o LOCK estando todas las puertas cerradas, y una vez transcurrido un periodo predeterminado después de la última actuación sobre el interruptor, las ECU se “duermen” simultáneamente. Cuando una ECU despierta de su “sueño”, ésta despierta a las demás ECU.

ECU

Apagado

Encendido

Acción

LOCK

Tipo de sistema de comunicación

Los siguientes métodos se emplean para realizar la comunicación. 1. BEAN (Body Electronics Area Network)(1) Velocidad de transmisión: 10 kbps (bps: bit per second) (2) Este sistema es utilizado por el MPX para los sistemas de control del vehículo. 2. Comunicación unidireccional(1) Velocidad de transmisión: 1.000 bps (2) Desarrollada para la comunicación entre el interruptor principal de las ventanillas automáticas y la ECU de carrocería. Es sólo una comunicación unidireccional a la ECU predeterminada porque es una comunicación en un solo sentido. 3. AVC-LAN (Audio Visual Communication - Local Area Network)(1) Velocidad de transmisión: 17 kbps (2) Este sistema se utiliza para la comunicación en el sistema de audio, sistema de navegación, etc. 4. UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitting)(1) Velocidad de transmisión: 9.600 - 19.200 bps (2) Este sistema se utiliza para la comunicación entre las ECU relacionadas con el control del vehículo: entre la ECU del motor y la ECU de control de deslizamiento, la ECU del motor y la ECU para HV (Hybrid Vehicle), etc. 5. Enlace de datos en serie(1) Velocidad de transmisión: 333 bps (2) Este sistema se utiliza para la comunicación entre el receptor del control inalámbrico para bloqueo de puertas y la ECU de carrocería, etc. 6. Comunicación inteligente(1) Velocidad de transmisión: 125 kbps (2) Este sistema se utiliza para la comunicación entre la ECU del motor RH y la ECU del motor LH (CENTURY), etc. REFERENCIA:bps: Abreviatura de Bits por segundo (velocidad de transmisión)• Unidad de velocidad de transmisión. • La velocidad en la transferencia de información entre dos terminales se denomina velocidad de transmisión. • La cual indica el número de bits transferidos por segundo. Por ejemplo, si se envían 100 bits por segundo, la velocidad en la señal de datos es de 100 bps.

ECU ECU

(1/1)

(1/1)

¿Qué es el MPX?

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¿Qué es la red BEAN? Resumen

1. EsquemaLa red BEAN consiste en un protocolo de comunicación múltiplex creado para la transmisión de datos entre las ECU que controlan los dispositivos eléctricos o electrónicos.(Exclusivamente utilizada para productos Toyota) 2. ProtocoloLos protocolos son las normas básicas que rigen la comunicación de datos realizada entre distintas clases de dispositivos u ordenadores. Son los que determinan las diversas condiciones, como las de tipo físico y de software, para la comunicación.Por ejemplo, el formato en los datos de comunicación o los caracteres de la transmisión deben de estar definidos previamente entre los dispositivos a comunicar. 3. Estructura del mensaje de BEANEl mensaje de BEAN consta de un “Inicio de trama” y de un “Fin de trama.” Para una comunicación eficaz, dispone de “transmisión periódica” que se envía periódicamente y de “transmisión de eventos” que se envía cuando algo sucede.

REFERENCIA:Detalle del mensaje Transmisión periódica y transmisión de eventos

REFERENCIA Detalle del mensaje

(1/1)

(1/1)

Tensión de la línea de comunicación

Recepción normal (ACK)

Error de recepción (RSP)

Recepción anormal (NAK)

Falta de respuesta

(Normalmente, esto podría no

ocurrir.)

0 1

1 1

0 0

1 0

Inicio de tramaPrioridad de los datos (se da prioridad a los datos más significativos)

Longitud de los datosDestino de los datos (código de identificación de la ECU de recepción)

Tipo de datosMensaje de los datos (los detalles están en las especificaciones para MPX en cada acción)

HI (12V)

LO (0V)

SOF

Bits necesarios para la transmisión de datos (10 k bps)

Código para la detección de errores

Fin del mensaje

Respuesta de la ECU en el lado de recepción

Fin de transmisión de trama

PRI ML DST-ID MES-ID DATA CRC EOM

RSP

EOF

Inicio de tramaPrioridad de los datos (se da prioridad a los datos más significativos)

Longitud de los datosDestino de los datos (código de identificación de la ECU receptora)

Tipo de datosMensaje de los datos (los detalles están en las especificaciones para MPX en cada acción)

Tensión de la línea de comunicación

Hi (12V)

Lo (0V)

SOF

Bits necesarios para la transmisión

de datos (10 k bps)

Código para la detección de errores

Fin del mensaje

Respuesta de la ECU en el lado de recepción

Fin de transmisión de trama

PRI ML DST-ID MES-ID DATA CRC EOM

RSP

EOF

1. Detalle del mensaje

2. Error de recepción (RSP) y reintentoSi un nodo en el extremo receptor detecta un error en un mensaje, la RSP informará del error al nodo en el extremo transmisor. Entonces, el nodo transmitirá el mismo mensaje de nuevo. (Hasta tres veces incluyendo la transmisión inicial) 3. Código CRC (comprobación de errores en los datos transmitidos)Se establece un secuencia de datos desde PRI a DATA en números binarios. Cuando los números binarios se dividen entre un polinomio fijo (X8+X4+X+1), podría quedar un resto. El código CRC está representado por el número del resto. Si los números binarios de los datos desde PRI a CRC son exactamente divisibles por el polinomio en el extremoreceptor (es decir, el resto es igual a “0”), los datos serán considerados normales.

Abreviatura Nombre del mensaje Función

SOF Inicio de trama Bit de inicio

PRI Prioridad Precedencia

ML Longitud del mensaje Los bytes totales de datos (incluyendo 2 bytes para ID) aparecen en binario.

DST-ID ID de destino • Comunicación de difusión [Broadcast] (a todos los nodos): $FE • Comunicación de difusión (a grupos):$D1-D3 • Comunicación Punto-a-punto (a nodos específicos): Cada ID de nodo

MES-ID ID de mensaje Contenido del mensaje

DATA Datos Longitud variable (Especificada por ML)

CRC Comprobación deredundancia cíclica

Para la detección de errores

EOM Fin del mensaje Indica que el mensaje hasta la CRC está completo.

RSP Respuesta Nodo emisor: ninguno Nodo receptor:(ACK) cuando es normal, (NAK) cuando es anormalOBSERVACIÓN:La RSP es de salida sólo para los nodosreceptores.

EOF Fin de trama Indica que se ha completado todo el mensaje.

¿Qué es la red BEAN?

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La red BEAN dispone de los siguientes tres tipos de tiempo de ejecución en la transmisión. 1. Transmisión periódica:• Los datos se envían en intervalos periódicos. • Tiempo de ejecución de la transmisión periódica (duración del intervalo: t) 2. Transmisión de eventos:• Los datos son enviados por la actuación del conmutador. • Tiempo de ejecución en la transmisión de eventos 3. Tipo combinado (transmisión periódica y de eventos)Mientras el conmutador está en ON, se reinicia el temporizador para la transmisión periódica.

Transmisión periódica y transmisión de eventos

1. Adopción del sistema multimaestro (CSMA/CD)Todos los nodos conectados a una línea de comunicación poseen los mismos derechos para transmitir (petición) sus propios mensajes.

OBSERVACIÓN:Comparado con éste, en el sistema maestro-esclavo, el ordenador maestro controla a todos los esclavos y los ordenadores esclavos sólo responden a las peticiones del maestro.

¿Qué es la red BEAN? Principales características de la red BEAN

1.

Interruptor de plegado del espejo

Interruptor principal

Ventanilla automática

ECU de

plegado

del espejo

ECU de la puerta del conductor

BEAN

BEAN

Se usa LANLos datos no

pueden enviarse

Por orden

de llegada

ECU de la carrocería

ECU de la puerta del pasajero

(1/1)

(1/2)

Transmisión periódica

Interruptor

Transmisión de eventos

Interruptor

Tipo combinado

(transmisión periódica y

de eventos)

Distribución de la transmisión periódica

Distribución de la transmisión de eventos

t t

ON

ON

OFF OFF

OFF OFF

Mientras el conmutador está en ON, se reinicia

el temporizador para la transmisión periódica.

1.

2.

3.

REFERENCIA

¿Qué es la red BEAN?

-7-

2. Destino del mensajeLa conmutación entre comunicación de difusión y comunicación punto-a-punto es posible. • Comunicación de difusión: Transmisión de un mensaje a todos los nodos • Comunicación punto-a-punto (entre pares): Transmisión de un mensaje al nodo(s) designado(s) 3. Adopción de un método de arbitraje no-destructivoCuando más de un nodo envía una petición, este sistema decide sobre quién tiene mayor prioridad según el orden preestablecido (arbitraje) y evita que se destruyan los datos por colisión. 4. Detección de error en el nodo receptor y envío de información de ERROR al nodo emisorCuando se detecta e informa sobre un error (la comunicación no se ha completado con normalidad), el nodo en el extremo transmisor enviará automáticamente el mensaje de nuevo. 5. Longitud variable del mensajeLa longitud de un mensaje puede modificarse en el circuito MPX. 6. Velocidad de transmisión: 10 kbps REFERENCIA:Método CSMA/CD y Destino del mensaje Arbitraje

ECU ECU ECU

ECUECU

ECU ECU ECU

ECUECU

2.

Comunicación de radiodifusión

Comunicación puntual

ECU ECU

ECU ECU

3.

Colisión

Mayor prioridad

Menor prioridad

REFERENCIA Método CSMA/CD y Destino del mensaje

1. Método CSMA/CD(1) Tiempo de ejecución del inicio de transmisiónÚnicamente cuando el bus no está saturado (cuando ningún nodo está enviando señales), es cuando todos los nodos gozan de las mismas oportunidades para transmitir mensajes de señal.

OBSERVACIÓN:• “El bus no está saturado” significa que se ha reconocido una secuencia de 7 ó más bits a “0” (señal recesiva) en una línea de bus.Como norma general, mientras un nodo está enviando señales, los demás nodos no pueden iniciar la transmisión. • Si el índice de ocupación llega a ser extraordinariamente elevado, un mensaje con prioridad inferior puede retardarse o en ocasiones no ser transmitido.(Con el método CSMA/CD, el índice de ocupación del bus está controlado, por lo tanto, este índice debiera ser del 70 % o inferior en las peores condiciones. (2) Índice de ocupación del bus (Volumen de flujo)Indica en qué medida está ocupada una línea de bus por las señales de mensaje.El tiempo de ejecución en la transmisión de cada mensaje está asignado por la “asignación de bit para comunicación”, de modo que este índice debiera ser del 70 % o inferior en las peores condiciones.(tiempo del 30 % o superior en el que el bus no está ocupado) 2. Destino del mensajeEn la red BEAN, los extremos receptores pueden especificarse mediante cualquiera de los tres métodos siguientes: • Comunicación de difusión: Transmisión de un mensaje a todos los nodos • Comunicación punto-a-punto: Transmisión de un mensaje al nodo(s) designado(s) • Comunicación de difusión por área (1-3): Transmisión de un mensaje a un grupo específico de nodos (los nodos se encuentran divididos por grupos según su función.) OBSERVACIÓN:Una vez que el nodo reconoce que el DST-ID no es para él, no continuará con la recepción (para reducir el tráfico en la línea de bus).

(2/2)

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¿Qué es la red BEAN? Principales características de la red BEAN

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Ejemplo de tres nodos iniciando simultáneamente la transmisión de mensajes: • El nodo 1 comienza a enviar "1""110010..." • El nodo 2 comienza a enviar "1""110001..." • El nodo 3 comienza a enviar "1""011111..." OBSERVACIÓN:Si un nodo envía continuamente “1” desde el inicio, tendrá garantizada la máxima priori-dad. 1. Todos los nodos enviarán “1” como SOF (bit de inicio).

2. El nodo 3 que envía “0” en este punto monitoriza el bus y advierte que se está enviando “1”. Por lo tanto, se autoestablece como recesivo e interrumpe la transmisión.

3. El nodo 2 que envía “0” en este punto monitoriza el bus y advierte que se está enviando “1”. Por lo tanto, se autoestablece como recesivo e interrumpe la transmisión. OBSERVACIÓN:• El derecho para enviar su petición primero se le concede al Nodo 1. • La función de arbitraje asigna la prioridad a cada mensaje. Los nodos rechazados por el arbitraje retiran sus mensajes y la próxima ocasión en la que el bus no se encuentre saturado, intentarán transmitirlos de nuevo. Observe que este arbitraje interviene únicamente cuando muchos nodos comienzan a enviar su mensaje al mismo tiempo.Por consiguiente, si un nodo ya ha comenzado a enviar su mensaje de señal, los demás nodos no podrán interrumpirlo. El concepto básico es: “Servicio por orden de lle-gada”. Si muchos nodos se encuentran en estado inactivo, en el momento en que el men-saje predominante haya finalizado y el bus quede vacío, todos los nodos enviarán un SOF (bit de inicio). Algunos nodos pueden tener un ligero retraso; sin embargo, un ligero retraso es aceptable.

REFERENCIA Arbitraje

11 1 0 0 1 0

SOF PRI

11 1 0 0

El nodo 1 obtuvo el derecho de transmitir.

Nodo 1

Nodo 2

Nodo 3

1 0

SOF

11 1 0 0 0 1

SOF

0 11 1 1 1 1

SOF

1 2 3

PRI

PRI

PRI

(1/1)

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Las siguientes afirmaciones se refieren a las ventajas de adoptar un sistema de comunicación múltiplex. Seleccione la opción que sea Verdadera.

Pregunta-1

1.

2. Aunque varios sistemas puedan compartir los interruptores y sensores, el número de mazos de cables aumenta.

3. La fiabilidad de los sistemas cada vez más complejos es mayor.

4. El sistema de comunicación múltiplex permite una rápida resolución de las averías en los cada vez más sofisticados componentes eléctricos.

nmlkj

nmlkj

nmlkj

nmlkj

Varios sistemas pueden compartir los interruptores y sensores, permitiendo la reducción del número de mazos de cables.

¿Cuál de los siguientes afirmaciones sobre el estado apagado "Apagado" y encendido "Encendido" del sistema de comunicación múltiplex es Verdadera?

Pregunta-2

1.

2. Cuando el sistema considera que el usuario ha salido del vehículo, las ECU entran en modo "Apagado" para ahorrar consumo de alimentación eléctrica.

3. Cuando el usuario abre la puerta, sólo las ECU correspondientes abandonan el modo "Apagado" y entran en modo "Encendido".

4. Al parar el motor, las ECU entran en modo "Apagado" para ahorrar consumo de alimentación eléctrica.

nmlkj

nmlkj

nmlkj

nmlkj

Cuando el interruptor de encendido se coloca en la posición ACC o LOCK, las ECU entran en modo "Apagado" para ahorrar consumo de alimentación eléctrica.

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la red BEAN (Body Electronics Area Network) es Verdadera? Pregunta-3

1.

2. La red BEAN adopta el sistema de comunicación unidireccional.

3. La red BEAN sirve para la comunicación entre la ECU del motor y la ECU de control de deslizamiento o la ECU de HV (Hybrid Vehicle).

4. La red BEAN consiste en un protocolo de comunicación múltiplex creado para la transmisión de datos entre las ECU que controlan los dispositivos eléctricos o electrónicos.

nmlkj

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nmlkj

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La red BEAN sirve para controlar el sistema de audio.

Tecnico superior de diagnostico - MPX

Resumen del MPX

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